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自六十年代末第一代TiC化学技术气相沉积(CVD)涂层硬质合金刀片问世以来，涂层技术对硬质合金刀具的发展起到了巨大的促进作用。八十年代初，TiN物理气相沉积(PVD)涂层高速钢刀具的出现，被誉为高速钢刀具性能的革命性变革。几十年来，涂层技术已经在切削刀具提高性能的工艺中得到极为广泛的应用。本文拟从以下三个方面介绍涂层技术的进步并展望2000年以后的发展动向：(1)刀具涂层技术的应用； (2)涂层技术的新发展； (3)CVD与PVD两种技术在刀具涂层中的相互补充。

1 刀具涂层技术的应用

目前，机械加工企业大都已经或正在认识到刀具采用涂层技术提高切削效率、降低加工成本的有效途径。随着涂层技术装备的改进，涂层费用已比初期下降1/2-1/3，因此，涂层技术的应用将使刀具品种不断增多，涂层刀具在刀具总量中所占的比例也将不断扩大。

从涂层刀具(涂层硬质合金和涂层高速钢刀具)在全部使用刀具中所占比例来看，工厂规模不同，该项比例的大小也不同。外 规模较大、管理较好的工厂，每月所耗刀具涂层费用大于5万美元，涂层刀具占其全部使用(或销售)刀具的85%；规模较小的工厂每月所耗刀具涂层费用则在5 万美元以下，涂层刀具占其全部刀具的55%。目前，我国只有几个大型硬质合金厂有CVD涂层设备，而且涂层刀片所占比例不大。在PVD涂层高速钢刀具方 面，国内主要用于套装麻花钻及齿轮刀具的涂层处理，估计涂层套装麻花钻已占全磨制麻花钻总量的50%左右。以江苏丹阳飞达、天工两个大型工具集团为例，每年麻花钻涂层费用均超过500万元民 币，约有20台PVD设备供麻花钻涂层使用。国内主要齿轮刀具厂均拥有PVD设备，为本厂产品涂层服务，加上齿轮制造厂自身在邻近涂层厂涂层的刀具，齿轮 刀具中涂层刀具的比例已大于60%。近年来，齿轮刀具刃磨后进行重涂以提高切削效率的概念已逐渐被齿轮加工业认可，因此，今后齿轮刀具的涂层量必将进一步 增加。

随着涂层技术的推广应用，在工业集中地区建立涂层中心(或涂层工厂)的工作已得到很大发展，在工业发达国家已有上百个涂层中心在运转，每个涂层中心均拥有数台PVD及CVD设备。如Balzers、Multi-Arc两 家著名的刀具涂层设备制造公司(生产PVD设备)在世界各地建立了很多涂层中心，两家公司在涂层中心的收入比他们销售涂层设备的收入更丰厚。目前，国内虽 已有不少涂层工厂，如仅江苏丹阳地区就有6家涂层工厂，但技术水平和规模均达不到涂层高品质刀具的要求。因此，当务之急是在国内建立具有开发能力和高技术 水平的涂层中心，其涂层业务也应从刀具扩展至模具、机械零件及高档饰品。

2 涂层技术的新发展

纵 观CVD、PVD技术的发展过程，可以发现几个共性规律。当第一代CVD TiC涂层硬质合金刀片及PVD TiN涂层刀具进入市场后，首先要解决的问题是设计制造出稳定可靠的批量涂层刀具的技术装备，并逐步加以完善，以满足市场需求；其次是开发新一代涂层成 分，进一步提高涂层刀具的切削效率；第三阶段是研制多层涂层及控制技术，使刀具表层具有多种涂层材料的综合物理机械性能，从而满足加工不同金属的需求。

人们开始研究新的涂层时，均把目光投向过渡族元素碳、氮化物，因为它们均具有较高的硬度，表1所列为耐磨化合物的部分物理机械性能。采用CVD、 PVD技术制备这些涂层并不困难，关键是涂层质量能否发挥出其自身应有的性能及在切削过程中所起的抗磨损作用。

表1 几种材料的物理机械性能
材料熔点
(°C)密度
(g/cm³)硬度
(HV)弹性模量
(kN/mm²)线胀系数
(10^-6/K)抗高温
氧化性能TiC30674.9328004708.0一般TiN29505.4021005909.4一般TiB₂32254.5030005607.8一般ZrN29827.3216005107.2较好CrN16506.121100400　一般Al₂O₃20473.9821004008.4很好硬质合金　　1700
~1800　4.5~5.6差高速钢15007.8900　12很差

刀具磨损机理研究表明，在高速切削时，刃尖温度最高可达900°C，此时刀具的磨损不仅是机械摩擦磨损(刀具后面磨损的主要形式)，还有粘结磨损、扩散磨损及氧化磨损(刀具刃口磨损及月牙洼磨损的主要形式)，因此，可将切削过程视为一个微区的物理化学变化过程。

碳化钛是一种高硬度耐磨化合物，有着良好的抗摩擦磨损性能；氮化钛的硬度稍低，但却有较高的化学稳定性，并可大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦系数。从涂层工艺性考虑，两者均为理想的涂层材料，但无论碳化钛或氮化钛，单一的涂层均很难满足高速切削对刀具涂层的综合要求。

碳氮化钛(TiCN)是在单一的TiC晶格中，氮原子?(N)占据原来碳原子(C)在点阵中的位置而形成的复合化合物，TiC_xN_y中碳氮原子的比例有两种比较理想的模式，即TiC_0.5N_0.5和TiC_0.3N_0.7。由于TiCN具有 TiC和TiN的综合性能，其硬度(特别是高温硬度)高于 TiC和TiN，因此是一种较理想的刀具涂层材料。

在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上，没有任何材料能与氧化铝(Al₂O₃)相比。但由于氧化铝与基体材料的物理、化学性能相差太大，单一的氧化铝涂层无法制成理想的涂层刀具。多层涂层及相关技术的出现，使涂层既可提高与基体材料的结合强度，同时又能具有多种材料的综合性能。

到目前为止，硬质合金刀片的CVD涂层大致可分为四大系列：TiC/TiN、 TiC/TiCN/TiN、TiC/Al₂O₃和TiC/Al₂O₃/TiN。前两类适用于普通半精及精切加工，后两类适用于高速及重负荷切削。

涂层成分能否在涂层刀具上发挥其应有性能，在很大程度上取决于涂层工艺的技术水平，因为涂层与基体的结合强度、涂层及界面组织结构、择优取向、 各单层厚度及总厚度等是决定涂层刀具性能的重要因素，而这些因素都与涂层工艺直接相关。各厂家所制备的相同涂层系列的刀具，除了刀片材料、几何数外，在切削性能上的差异主要是由于所采用的涂层工艺及控制技术不同而造成的。因此，在改进CVD工艺及控制技术方面，还有不少问题尚待解决。

上述选择涂层材料的原则同样适用于PVD涂层， 由于Al₂O₃(a相)涂层的PVD技术还未完全突破，因此含有Al₂O₃的 涂层系列尚无法用PVD工艺进行大批量涂层，而另外两种复合涂层系列近年来已在PVD涂层中得到应用。从技术上讲，制备由上百层(每层厚度为 50~1000nm)组成的多层涂层，在PVD工艺中容易实现。单层厚度为 20~50nm时，这种涂层的耐磨性最佳。目前，TiN/TiCN、 TiC/TiCN/TiN、TiN/ZrN等多层涂层通过PVD工艺已在硬质合金刀具和部分高速钢刀具涂层中加以应用，使用寿命比单一的TiN PVD涂层提高一倍以上。其中，ZrN涂层刀具特别适合加工不锈钢等材料。

TiAlN是唯一含有铝的PVD涂层，在切削过程中铝氧化而形成Al₂O₃，从而起到抗氧化和抗扩散磨损作用，但其抗氧化性能比单一的Al₂O₃涂层稍差，因为TiAlN中形成的Al₂O₃在切削过程中边生成边磨掉。但在高速切削时，其效果优于不含铝的TiCN涂层。图1、2所示为CVD及PVD 涂层刀具中各种涂层成分所占的大致比例。

TiAlN/Al₂O₃多层PVD涂层已在实验室中研究成功，目前已可制备有400层(总厚度5µm)的多层涂层硬质合金刀具，这种 刀具的涂层硬度达4000HV，其切削性能优于TiC/Al₂O₃/TiN涂层刀具。可以预期，进一步研究PVD工艺技术，扩大多种多层涂层在不同刀具上的应用，必将取得更大的技术经济效益。其它硬质材料如TiB₂、HfN、TiNB等均可作为涂层物质，但由于其物理机械性能与前述涂层系列相比无明显优势，因此在实际生产中应用很少。此外，CrN PVD涂层由于其韧性和耐磨性比较突出，特别适合用于各类模具的涂层处理。

金 刚石涂层是近几年研究成功的新型刀具涂层材料，这种涂层刀具特别适用于加工非黑色金属及纤维材料。金刚石涂层的硬质合金刀片及整体硬质合金多刃 刀具在加工印刷线路板和硅铝合金等方面已取得很大成功，工具寿命比未涂层硬质合金刀具提高数十倍。制备金刚石涂层的技术有CVD、PVD及PCVD多种， 无论何种技术，只要能在刀具各几何面上均匀涂镀金刚石薄膜，有足够的结合强度，工艺控制稳定性能满足批量生产要求，就可在金刚石涂层刀具的工业化应用中取 得良好的效益。那种把CVD制备的金刚石厚膜片焊接在硬质合金刀片刃部的方法，取代不了金刚石涂层技术在刀具中应用的地位。目前，金刚石涂层硬质合金立铣刀已有f2-12共94种规格，金刚石涂层硬质合金麻花钻已有100余种尺寸，金刚石涂层可转位刀片已有180余种规格，此外还有各种涂层的成型刀具。总之，今后金刚石涂层硬质合金刀具的品种规格及应用范围均将进一步扩大。

3 CVD、PVD技术在刀具涂层中的相互补充

自八十年代初TiN PCD涂层高速钢刀具投入工业应用以来，人们一直在探索能否用PVD代替CVD工艺对硬质合金刀片进行涂层。由于PVD工艺温度低，不会降低硬质合金刀片自身的强度，刀片刃部可磨得十分锋利，从而可降低机床的功率消耗。

尽管PVD有CVD难以比拟的优点，也可进行除a-Al₂O₃以外的多种硬质涂层，但实践表明，一般车削(部分铣削)刀片的TiC/Al₂O₃或TiC/Al₂O₃/TiN CVD涂层性能仍优于PVD涂层，这里除CVD可进行a-Al₂O₃涂 层外，涂层与基体的结合强度比PVD涂层高也是其性能优于PVD涂层的一个重要因素。涂层硬质合金刀片的划痕试验表明，PVD涂层的临界载荷一般为30- 40N，而CVD涂层的临界载荷可大于90N；CVD涂层的厚度可达7-10µm，而PVD涂层厚度必须控制在3-5µm，否则涂层易产生剥落现象。此 外，硬质合金刀片CVD工业化涂层成本低于PVD，这也是CVD工艺应用更为广泛的原因之一。

今 后，CVD和PVD两种工艺技术在刀具涂层中仍将并存和相互补充，并因其自身的优点而在刀具涂层比例中占有各自的份额。一般说来，高速钢等钢制工具、锋利 的硬质合金精切刀片和硬质合金整体多刃刀具(如立铣刀、麻花钻等)采用PVD工艺涂层比较理想；其余大部分硬质合金刀片均可采用CVD工艺涂层。而且， CVD涂层技术也在不断发展，目前，除采用中温CVD(降低涂层温度)以减小硬质合金强度的降低幅度外，还可采用计算机精确控制单层涂层厚度，避免涂层形 成柱状晶，以满足精切硬质合金刀片的涂层要求。图3所示为工业发达国家对目前工厂所用刀具情况的调查结果。由图可见，CVD、 PVD涂层在刀具中的应用比例为54.1%，尚有42%的刀具可采用涂层技术改善其性能。而且 CVD、PVD两种技术也可相互结合，取补短，如目前已开发成功的PCVD涂层技术在进行金刚石涂层中已取得了较好效果。

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　 高速加工机床及其刀具技术的最新发展使得在模具和零件制造领域实现“以切代磨” 成为可能，用超硬刀具高速切削淬硬模具钢等难加工材料已得到越来越广泛的应用。 由于模具或零件的高速切削加工可免除磨削或抛光等后续工序，因此精加工时如何保证工件最终表面质量同时将加工成本控制在可接受范围之内是研究人员关注的重 要问题。本文在调查的基础上分析了用于高速铣削淬硬模具钢的整体硬质合金涂层立铣刀的切削性能和经济性，并给出了部分应用实例。

1. 引言

　 　高速切削加工（high-speed cutting, HSC）是先进制造技术的一个重要组成部分，其主要优点是可实现加工的高效率和高品质。近年来高速切削加工技术在世界主要经济发达国家（如德、英、美、 意、日等）发展迅猛，这些国家生产的高速切削加工机床及辅、配、软、硬件几乎每年都以一个新台阶的速度更新换代，目前所能达到的性能指标已是令人瞠目。 Micron、Jobs、Haas、Fpt、Dmg等世界著名机床公司近年来大力发展的快速更换主轴头技术使同一台机床能适应多种负载和速度要求（即所谓 粗精加工同机“一次过”），在工件的定位、安装、传输等环节可节约大量的非加工时间。

　　机床主轴的高速旋转以及进给速度、加速度的相应 提高，一方面可直接缩短加工时间，另一方面还因高速切削具有激振频率特别高、工作平稳、振动小的优势而有利于提高加工表面质量，即高速切削加工可作为模具 和结构零件的最终加工，通过“以切代磨”或“以切代放电”来提高加工效率和加工质量（即勿需进行费时低效的后续磨削工序、模具电极电火花加工）；工件还可 先淬火后切削，直接将硬度高达65HRC的材料高速切削加工至最终尺寸。

近年来我国（尤其华南地区） 制造业发展迅速，模具和汽车、摩托车制造业发达，拥有高速切削机床的企业不断增多。然而，与高速切削机床和刀具技术的快速发展 相比，这些企业在高速切削工艺、检测及应用软件等方面的技术还比较落后，与硬件不能配套，致使不少厂家进口的先进设备根本没有发挥其应有作用。一方面，主 轴转速可达数万转的高速机床却一直只在几千转水平运行，具有高速精加工的条件却只用于粗加工和半精加工，可切削高硬材料的机床和刀具却只用来切削普通材 料；另一方面，因工件材料与刀具、工艺配伍不当造成加工成本高昂甚至质量事故也时有发生。为了推广高速切削加工技术的发展，帮助企业合理应用高速切削加工 设备与技术，很有必要对高速切削加工的工艺性与经济性问题进行深入探讨。

2. 常用可淬硬模具钢及高速切削用立铣刀

2.1常用塑胶模具钢和热作钢

　 　市场上常见的模具淬硬钢多用于制造塑胶模和锻造、压铸型腔模，主要供应商有瑞典一胜百（ASSAB）、香港龙记（LUNG KEE）、德国撒斯特（SAARSTAHIL）、日本大同（DAIDO）等公司。表1列出了部分塑胶模具钢和热作钢的品名与性能。传统的模具钢加工方法是 先铣削后淬硬再磨抛，而用高速切削加工则可粗铣后淬硬再精铣，甚至可实现粗精铣同机一次完成。

表1 几种常用塑胶模具钢和热作钢

商品名?D?D标准?D?D特性与用途?D?D表面硬度
ASSAB S136；S316H?D?DAISI 420ESR?D?D防酸不锈蚀，耐磨性高，热处理尺寸变化小；适合于PVC、PP、EP、PC、PMMA塑胶模具，高温回火后可作高抛光度镜面塑胶模?D?D低温回火HRC50～55，高温回火HRC34～38
SAARSTAHL（SSE） GS2344EFS；GS2344ESR?D?DAISI H13?D?D优良的红硬性、高温冲击强度、高温耐磨性和抗热冲击龟裂性，可作挤压、压铸、热锻和高温冲裁工具?D?D180～300℃淬硬至HRC52
LKM2311；LKM2312?D?DAISI P20?D?D硬度均匀，加工性能良好，芯部韧性好，可作高级预硬塑胶模?D?DHRC53～36
DAIDO NAK80?D?DAISI P21 modified ESR?D?D变形小，易研磨抛光，长期使用可维持高精度，可用作高硬度高镜面模具?D?D供货时HRC37～41，可淬硬至约HRC60

2.2 高速切削淬硬钢常用立铣刀

　　本文主要讨论用于高速切削的整体硬质合金PVD涂层立铣刀（可切削硬化钢的其它刀具如CBN和陶瓷刀具等不是本文研究重点）。

（1）刀具涂层：能用于高速切削淬硬钢的刀具涂层主要有(Ti,Al)N或(Ti,C)N，刀具基体为超细颗粒硬质合金。
（2）铣刀主要形式：用于高速切削淬硬钢的整体立铣刀主要形式有常规2刃和多刃球头刀、长颈球头刀、2刃锥面球头刀、2刃带圆弧头平底刀、长颈带圆弧头平底刀、2刃直角平底刀和多刃直角平底刀等。

介绍高速立铣刀的切削性能和工艺参数。对这些刀具均推荐采用干切削（空气冷却）和顺铣工艺。

① 直径0.2～6mm 2刃直角平底立铣刀：常用于切沟槽。工件硬度小于HRC45时，轴向切深不大于0.1D（刀径D小于2mm）～0.2D（D大于2mm）；工件硬度大于 HRC45时，对应于刀径D小于0.5mm、小于2mm和2mm以上，轴向切深分别不大于0.02D、0.05D和0.1D。
②直径1～6mm 4刃直角平底立铣刀：常用于侧面精加工。工件硬度小于HRC45时，轴向切深不大于1.5D，径向切深不大于0.1D（刀径D小于3mm）～0.2D（刀径D大于4mm）；工件硬度大于HRC45时，轴向切深不大于刀径D，径向切深不大于0.05D。
③R0.1～3mm 2刃球头立铣刀：常用于曲面精加工。轴向切深不大于0.1R，径向切深0.2～0.4R。

　　高速加工时，上述刀具的切削速度和进给速度随工件硬度和刀径不同而变化：随着工件硬度增大，刀具的转速尤其是进给速度降低；随着刀径增大，刀具的转速降低但线速度相对较高，进给速度也相应增大（参见表2）。

表2 推荐切削条件

2刃球头立铣刀：
工件硬度＜45HRC时：R1－R2－R3：转速(r/min)：35000－25000－20000；进给量(mm/min)：1200－1800－2200
工件硬度45～55HRC时：R1－R2－R3：转速(r/min)：25000－17000－13000；进给量(mm/min)：800－900－1000
2刃直角平底立铣刀：
工件硬度＜45HRC时：直径0.5mm－2mm－6mm：转速(r/min)：40000－10000－3500；进给量(mm/min)：240－400－400
工件硬度45～55HRC时：直径0.5mm－2mm－6mm：转速(r/min)：30000－8000－2700；进给量(mm/min)：120－120－120
4刃直角平底立铣刀:
工件硬度＜45HRC时：直径1mm－3mm－6mm：转速(r/min)：12000－5300－3200；进给量(mm/min)：100－200－360
工件硬度45～55HRC时：直径1mm－3mm－6mm：转速(r/min)：8900－3200－2000；进给量(mm/min)：45－85－150

4. 淬硬钢高速铣削的经济性

　 　目前不同厂商生产的(Ti,Al)N涂层硬质合金立铣刀其切削性能有较大差异，市场价格也有很大不同（与其它涂层刀具相比，其价格都比较贵）。直径 2mm以下的小直径立铣刀售价为100～400元/支，直径4～φ8mm立铣刀售价约为200～700元/支。通常随着刀具直径的增大，铣刀价格也升高 （铣刀最大直径可达20mm）。

　　刀径较大的(Ti,Al)N涂层硬质合金立铣刀高速加工淬硬材料时其强度基本可满足要求，但用小直径 刀具高速加工窄槽时铣刀则易断易损。由于(Ti,Al)N涂层硬质合金立铣刀磨损后一般不能进行重磨，因此刀具成本较高；在用于某些模具加工时，刀具成本 甚至占到模具总制造成本的12%左右。

　　用高速铣削法加工模具可能带来的优点有：节省加工时间，减少加工工序，提高生产率，降低加工成本，改善加工质量。

　 　据分析，用传统方法加工型腔模具的成本分布大致为：粗加工占12%，半精加工和精加工各占25%，后续手工修磨占16%，调试占22%。而采用高速铣削 法，可大大提高精加工效率，取消或者减少后续手工修磨工序；如果采用粗精加工同机“一次过”工艺，甚至粗加工和半精加工时间也可大大缩短（比电火花加工快 得多）。

　　加工实例：

①用Mikron（米克朗）公司HSM400加工中心采用“粗、精加工一次过工艺”加工修枝剪锻 模（HRC52），总耗时194分钟（型腔内外粗铣66分钟，球头刀型腔内外半精铣10分钟，球头和平底刀30000r/min高速精铣94分钟，后续修 整24分钟），最终加工表面粗糙度Ra0.5μm。
②HSM400加工中心采用“粗、精加工一次过工艺”加工注塑模（HRC54），总加工时间为 468分钟。粗加工采用4～6刃粗铣刀（直径2～8mm），转速20000～8000r/min，进给速度1500～2600mm/min；半精铣和精铣 用2刃球头刀（直径0.8～1.5mm），转速36000r/min，进给速度1000～1600mm/min。
③表3给出的是MMC（三菱）KOBELCO（神钢）的小直径超硬涂层立铣刀使用实例。

表3 MITSUBISHI MSTAR小直径超硬涂层立铣刀使用实例
刀具?D?D工件?D?D工艺特性?D?D切削条件?D?D加工效果
2 刃球头刀（R1.5mm）?D?D热锻模，材料SKD61（HRC47）?D?D切深0.05～0.1mm的半精加工、精加工?D?D切速： 94m/min，进给：0.1mm/tooth，回转速度：10000r/min，进给速度：2000mm/min，干切削?D?D每把刀具的寿命从原先 可切200m增至近600m
4刃直角立铣刀（直径6mm）?D?D塑料模，S55C?D?D模具型腔侧面精加工，切深0.6×6mm?D?D切 速：50m/min，进给：0.04mm/tooth，回转速度：2650r/min，进给速度：212mm/min，干切削?D?D加工50m后，后刀 面磨损高度从原先的0.25mm减小到0.15mm

5．结语

　　迅速发展的高速切削加工机床和刀具技术使淬硬模具的 “粗、精加工同机一次过”工艺的应用成为可能，切削加工可作为淬硬模具和结构零件的最终加工，实现“以切代磨抛”或“以切代放电”。因此应用高速铣削加工 模具可能带来节省加工时间、减少加工工序、提高生产率、降低加工成本、改善加工质量等诸多好处。

　　目前可用于高速加工淬硬模具钢的立铣 刀主要是超细颗粒硬质合金(Ti,Al)N涂层立铣刀。由于这类刀具价格比较高，而且因其不可重磨、性脆和使用中对受热均匀的要求较高等，其加工工艺与经 济适应性尚需深入探讨研究，以充分发挥高速铣削的优势。同时，各企业也应根据自身具体情况制定适宜的高速加工技术应用策略。3. 加工淬硬钢用高速立铣刀的工艺性

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Пустотелое сверло ‘DIN212’DIN850’DIN335’DIN334’DIN347’Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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计算机数值控制 （Computerized Numerical Control, CNC） 用计算机控制加工功能，实现数值控制。

2）轴（Axis）机床的部件可以沿着其作直线移动或回转运动的基准方向。

3）机床坐标系（ Machine Coordinate Systern ）固定于机床上，以机床零点为基准的笛卡尔坐标系。

4）机床坐标原点（ Machine Coordinate Origin ）机床坐标系的原点。

5）工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工件上的笛卡尔坐标系。

6）工件坐标原点（ Wrok-piexe Coordinate Origin）工件坐标系原点。

7）机床零点（ Machine zero ）由机床制造商规定的机床原点。

8）参考位置（ Reference Position ）机床启动用的沿着坐标轴上的一个固定点，它可以用机床坐标原点为参考基准。

9）绝对尺寸（Absolute Dimension)／绝对坐标值（Absolute Coordinates）距一坐标系原点的直线距离或角度。

10）增量尺寸（ Incremental Dimension ) ／增量坐标值（Incremental Coordinates）在一序列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。

11）最小输人增量（Least Input Increment） 在加工程序中可以输人的最小增量单位。

12）命令增量（Least command Increment）从数值控制装置发出的命令坐标轴移动的最小增量单位。

13）插补 （InterPolation）在所需的路径或轮廓线上的两个已知点间根据某一数学函数（例如：直线，圆弧或高阶函数）确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。

14）直线插补（Llne Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。

15）圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。

16）顺时针圆弧（Clockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按负角度方向旋转所形成的轨迹．方向旋转所形成的轨迹．

17）逆时针圆弧（Counterclockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按正角度方向旋转所形成的轨迹。

18）手工零件编程（Manual Part Prograrnmiog）手工进行零件加工程序的编制。

19）计算机零件编程（Cornputer Part prograrnrnlng）用计算机和适当的通用处理程序以及后置处理程序准备零件程序得到加工程序。

20）绝对编程（Absolute Prograrnming）用表示绝对尺寸的控制字进行编程。

21）增量编程（Increment programming）用表示增量尺寸的控制字进行编程。22、

22）宇符（Character）用于表示一组织或控制数据的一组元素符号。

23）控制字符（Control Character）出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。

24）地址（Address）一个控制字开始的字符或一组字符，用以辨认其后的数据。

25）程序段格式（Block Format）字、字符和数据在一个程序段中的安排。

26）指令码（Instruction Code) /机器码（Machine Code）计算机指令代码，机器语言，用来表示指令集中的指令的代码。

27）程序号（Program Number）以号码识别加工程序时，在每一程序的前端指定的编号

28）程序名（Prograo Name）以名称识别加工程序时，为每一程序指定的名称。

29）指令方式（Command Mode）指令的工作方式。

30）程序段（Block）程序中为了实现某种操作的一组指令的集合．

31）零件程序（P art Program）在自动加工中，为了使自动操作有效按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序是写在输人介质上的加工程序，也可以是为计算机准备的输人，经处理后得到加工程序。

32）加工程序（Machine Program）在自动加工控制系统中，按自动控制语言和格式书写的顺序指令集。这些指令记录在适当的输人介质上，完全能实现直接的操作。

33）程序结束（End of Program）指出工件加工结束的辅助功能

34）数据结束（End of Data）程序段的所有命令执行完后，使主轴功能和其他功能（例如冷却功能）均被删除的辅助功能。

35）程序暂停（Progrom Stop）程序段的所有命令执行完后，删除主轴功能和其他功能，并终止其后的数据处理的辅助功能.

36）准备功能（Preparatory Functton）使机床或控制系统建立加工功能方式的命令．

37）辅助功能（MiscellaneouS Function）控制机床或系统的开关功能的一种命令。

38）刀具功能（Tool Funetion）依据相应的格式规范，识别或调人刀具。

39）进给功能（Feed Function）定义进给速度技术规范的命令。

40）主轴速度功能（Spindle Speed Function）定义主轴速度技术规范的命令。

41）进给保持（Feed Hold）在加工程序执行期问，暂时中断进给的功能。

42）刀具轨迹（Tool Path）切削刀具上规定点所走过的轨迹。

43）零点偏置（Zero Offset）数控系统的一种特征．它容许数控测量系统的原点在指定范围内相对于机床零点移动，但其永久零点则存在数控系统中。

44）刀具偏置（Tool Offset）在一个加工程序的全部或指定部分，施加于机床坐标轴上的相对位移．该轴的位移方向由偏置值的正负来确定.

45）刀具长度偏置（Tool Length Offset）在刀具长度方向卜的偏晋

46）刀具半径偏置（Tool Radlus OffseO）刀具在两个坐标方向的刀具偏置。

47）刀具半径补偿（Cutter Compensation）垂直于刀具轨迹的位移，用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异

48）刀具轨迹进给速度（Tool Path Feedrate）刀具上的基准点沿着刀具轨迹相对于工件移动时的速度，其单位通常用每分钟或每转的移动量来表示。

49）固定循环（Fixed Cycle , Canned Cycle）预先设定的一些操作命令，根据这些操作命令使机床坐标袖运动，主袖工作，从而完成固定的加工动作。例如，钻孔、铿削、攻丝以及这些加工的复合动作。

50）子程序（Subprogram）加工程序的一部分，子程序可由适当的加工控制命令调用而生效

51）工序单（Planning sheet）在编制零件的加工工序前为其准备的零件加工过程表。

52）执行程序（Executlve Program）在 CNC 系统中，建立运行能力的指令集合

53）倍率（Override）使操作者在加工期间能够修改速度的编程值（例如，进给率、主轴转速等）的手工控制功能。

54）伺服机构（Servo-Mwchanisnt）这是一种伺服系统，其中被控量为机械位置或机械位置对时间的导数.

55）误差（Error）计算值、观察值或实际值与真值、给定值或理论值之差

56）分辨率（Resolution）两个相邻的离散量之间可以分辨的最小间隔．

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一、选择题：（以下四个备选答案中其中一个为正确答案，请将其代号填入括号内）

1.图样中螺纹的底径线用（ C ）绘制。

(A)粗实线 (B)细点划线 (C)细实线 (D)虚线

2.装配图的读图方法，首先看（ B ），了解部件的名称。

.(A)零件图 (B)明细表 (C)标题栏 (D)技术文件

3.公差代号Ｈ７的孔和代号（　C　）的轴组成过渡配合。

(A )f6 (B) g6 (C) m6 (D) u6

4.尺寸?48F6中，“６”代表（　B　）

(A)尺寸公差带代号　(B)公差等级代号 (C)基本偏差代号　(D)配合代号

5.牌号为45的钢的含碳量为百分之（ C ）。

(A)45　 (B)4.5　 (C)0.45　 (D)0.045

6.轴类零件的调质处理热处理工序应安排在（ B ）。

(Ａ)粗加工前 (Ｂ)粗加工后，精加工前 (Ｃ)精加工后 (Ｄ)渗碳后

7.下列钢号中，(A )钢的综合力学性能最好。

(A)45 (B)T10 (C)20 (D)08

8.常温下具刀材料的硬度应在（ A ）以上。

(A)HRC60 (B)HRC50 (C)HRC80 (D)HRC100

9.三星齿轮的作用是（ D ）。

(A)改变传动比 (B)提高传动精度 (C)齿轮间联接 (D)改变丝杠转向

10.一对相互啮合的齿轮，其模数、（ B ）必须相等才能正常传动。

(A)齿数比 (B)齿形角 (C)分度圆直径 (D)齿数

11.数控车床中，目前数控装置的脉冲当量，一般为（ B ）。

(A)0.01 (B)0.001 (C)0.0001 (D)0.1

12. MC是指（ D ）的缩写。

(A)自动化工厂 (B) 计算机数控系统 (C)柔性制造系统 (D)数控加工中心

13.工艺基准除了测量基准、装配基准以外，还包括（　A　　）。

(A)定位基准　 (B)粗基准　 (C)精基准　(D)设计基准

14.零件加工时选择的定位粗基准可以使用（ A ）。

(A)一次 (B)二次 (C)三次　 (D)四次及以上

15.工艺系统的组成部分不包括（ C ）。

（Ａ）机床 （Ｂ）夹具 （Ｃ）量具　 （Ｄ）刀具

16.车床上的卡盘、中心架等属于（ A ）夹具。

(A)通用 (B)专用 (C)组合 (D)标准

17.工件的定位精度主要靠（ A ）来保证。

(A)定位元件 (B)辅助元件 (C)夹紧元件 (D)其他元件

18.切削用量中（ A ）对刀具磨损的影响最大。

(A)切削速度 (B)进给量 (C)进给速度 (D)背吃刀量

19.刀具上切屑流过的表面称为（ A ）。

(A)前刀面 (B)后刀面 (C)副后刀面 (D)侧面

20.为了减少径向力，车细长轴时，车刀主偏角应取（ C ）。

(A)30°~45° (B)50°~60° (C)80°~90° (D)15°~20°

21.既可车外圆又可车端面和倒角的车刀，其主偏角应采用（ B ）。

(A)30° (B)45° (C)60° (D)90°

22.标准麻花钻的顶角φ的大小为（ C ）。

(A)90? (B)100? (C)118? (D)120?

23.车削右旋螺纹时主轴正转，车刀由右向左进给，车削左旋螺纹时应该使

主轴（ A ）进给。

(A)倒转，车刀由右向左 (B)倒转，车刀由左向右

(C)正转，车刀由左向右 (D)正转，车刀由右向左

24螺纹加工中加工精度主要由机床精度保证的几何参数为（ D ）。

(A)大径 (B)中径 (C)小径 (D)导程

25.数控机床有不同的运动方式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，采用（ B ）的原则编写程序。

(A)刀具不动，工件移动 (B)工件固定不动，刀具移动

(C)根据实际情况而定 (D)铣削加工时刀具固定不动，工件移动；车削加工时刀具移动，工件不动



27.数控机床面板上JOG是指（ B ）。

(A)快进 (B)点动 (C)自动 (D)暂停

28. 数控车床的开机操作步骤应该是（ B ）。

(A )开电源，开急停开关，开CNC系统电源 (B) 开电源，开CNC系统电源，开急停开关 (C) 开CNC系统电源，开电源，开急停开关 (D)都不对

29.以下（ A ）指令，在使用时应按下面板“暂停”开关，才能实现程序暂停。

(A) M01 (B) M00 (C) M02 (D)M06

30.机床照明灯应选（ C ）V供电。

(A)220 (B)110 (C)36 (D)80

31.图样中所标注的尺寸，为机件的（ B ）完工尺寸。

（A）第一道工序（B）第二道工序（C）最后一道工序（D）中间检查工序

33.公差为0.01的? 10轴与公差为0.01的? 100 轴相比加工精度（ B ）。

（A）?10高 （ B） ?100高 （ C）差不多 （D ）无法判断

34.如图所示,尺寸?20的公差等于（　A　）。

（A）0.021 （B） –0.021 （C） 0 （D） 19.979

35.含碳量小于（ A ）钢称为低碳钢。

（A）0.25% （B）0.15% （C）0.6% （D）2.11%

36.调质处理是指（ D ）和高温回火相结合的一种工艺。

（A）完全退火 （B）去应力退火 （C）正火 （D）淬火

37.以下材料中，耐磨性最好的是（ D ）。

（A）纯铜 （B）铸铁 （C）中碳钢 （D）高碳钢

38.加大前角能使车刀锋利、减少切屑变形、减轻切屑与前刀面的摩擦，从而（ A ）切削力。

（A）降低 （B）减少 （C）增大 （D）升高

39.为了减少刀具磨损，刀具前角应（ D ）。

（A）小些 （B）较小些 （C）大些 （D）较大些

40.刀具角度中对断屑影响较大的是（ C ）。

（A）前角 （B）后角（C）主偏角 （D）副偏角

41.以下不属于啮合传动的是（ B ）。

（A）链传动 （B）带传动 （C）齿轮传动 （D）螺旋传动

42.液压系统的工作压力取决于（ D ）。

（A）泵的额定压力 （B）泵的流量 （C）压力表 （D）外负载

43.滚珠丝杠螺母副中负载滚珠总圈数一般为（ B ）。

(A）小于2圈 （B）2~4圈 （C）4~6圈 （D）大于6圈

44.只有在（ B ）和定位基准精度很高时，重复定位才允许采用。

（A）设计基准 （B）定位元件 （C）测量基准 （D）夹紧元件

45.工件定位时，作为定位基准的点和线，往往是由某些具体表面体现的，这个表面称为（ D ）。

（A）安装基准面 （B）测量基准面（C）设计基准面 （D）定位基准面

46.工件的（ C ）个自由度都得到限制，工件在夹具中只有唯一的位置，这种定位称为完全定位。

（A）4 （B）5 （C）6 （D）7

47.平头支撑钉适用于（ B ）平面的定位。

（A）未加工 （B）已加工 （C）未加工过的侧面 （D）都可以

48.工件以两孔一面为定位基面，采用一面两圆柱销为定位元件，这种定位属于（ C ）定位。

（A）完全 （B）部分（C）重复 （D）欠定位

49.（ A ）是计算机床功率，选择切削用量的主要依据。

（A）主切削力 （B）径向力 （C）轴向力 （D）周向力

50.以下不属于三爪卡盘的特点是（ B ）。

（A） 找正方便 （B）夹紧力大 （C）装夹效率高 （D）自动定心好

51.车通孔时，内孔车刀刀尖应装得（ A ）刀杆中心线。

（A）高于 （B）低于 （C）等高于 （D）都可以

52.若偏心距较大而复杂的曲轴，可用（ D ）来装夹工件。

（A）两顶尖 （B）偏心套 （C）两顶尖和偏心套 （D）偏心卡盘和专用卡盘

53.车普通螺纹，车刀的刀尖角应等于（ D ）度。

（A）30 （B）55 （C）45 （D）60

54 .车孔精度可达（ C ）。

（A）IT4-IT5 (B)IT5-IT6 (C)IT7-IT8 (D)IT8-IT9



58.安装刀具时，刀具的刃必须（ C ）主轴旋转中心。

(A)高于 (B)低于 (C)等高于 (D)都可以

59.刀具路径轨迹模拟时，必须在（ C ）方式下进行。

(A)点动 ( B)快点 (C)自动 ( D)手摇脉冲

60.在自动加工过程中，出现紧急情况，可按（ D ）键中断加工。

(A)复位 (B)急停 (C)进给保持 ( D)三者均可



１.画螺纹连接图时，剖切面通过螺栓、螺母、垫圈等轴线时，这些零件均按（ A ）绘制。

(A)不剖 (B)半剖 (C)全剖 (D)剖面

2.在视图表示球体形状时，只需在尺寸标注时，加注（ C ）符号，用一个视图就可以表达清晰。

(A)R (B) Φ (C)SΦ (D)O

3.用游标卡尺测量8.08mm的尺寸，选用读数值i为（ B ）的游标卡尺较适当。

(A)i=0.1 (B) i=0.02 (C) i=0.05 (D) i=0.015

4.配合代号H6/f5应理解为（ B ）配合。(A)基孔制间隙 (B) 基轴制间隙 .(C)基孔制过渡 (D) 基轴制过渡

5.牌号为35的钢的含碳量为百分之（ C ）。

(Ａ)35　 (Ｂ)3.5 (Ｃ)0.35　 (Ｄ)0.035

6轴类零件的淬火热处理工序应安排在（ B ）。

(Ａ)粗加工前 (Ｂ)粗加工后，精加工前 (Ｃ)精加工后 (Ｄ)渗碳后

7.下列钢号中，( C )钢的塑性、焊接性最好。

(A)5 (B)T10 (C)20 (D)65

8. 精加工脆性材料，应选用（ A ）的车刀。

(A) YG3 (B)YG6 (C)YG8 (D)YG5

9.切削时，工件转1转时车刀相对工件的位移量又叫做（ B ）。

(A)切削速度 (B)进给量 (C)切削深度 (D)转速

10.精车外圆时，刃倾角应取（ B ）。

(A)负值 (B)正值 (C)零 (D)都可以

11.传动螺纹一般都采用（ C ）。

(A)普通螺纹 (B)管螺纹 (C)梯形螺纹 (D)矩形螺纹

12.一对相互啮合的齿轮，其齿形角、（ B ）必须相等才能正常传动。

(A)齿数比 (B) 模数 (C)分度圆直径 (D)齿数

13.CNC是指（ B ）的缩写。

(Ａ)自动化工厂 (Ｂ) 计算机数控系统

(Ｃ)柔性制造系统 (Ｄ)数控加工中心

14.工艺基准除了测量基准、定位基准以外，还包括（　A　　）。

(Ａ)装配基准　 (Ｂ)粗基准　 (Ｃ)精基准　 (Ｄ)设计基准

15.工件以两孔一面为定位基准，采用一面两圆柱销为定位元件，这种定位属于（ A ）定位。

(A)完全 (B)部分 (C)重复 (D)永久

16.夹具中的（ A ）装置，用于保证工件在夹具中的正确位置。

(A)定位元件 (B)辅助元件 (C)夹紧元件 (D)其他元件

17.V形铁是以（ A ）为定位基面的定位元件。

(A)外圆柱面 (B)内圆柱面 (C).内锥面 (D)外锥面

18.切削用量中（ D ）对刀具磨损的影响最小。

(Ａ)切削速度 (Ｂ)进给量 (Ｃ)进给速度 (Ｄ)背吃刀量

19. 粗加工时的后角与精加工时的后角相比，应（ B ）

(A)较大 (B)较小 (C)相等 (D)都可以

20.车刀角度中，控制刀屑流向的是（ C ）。

(A)前角 (B)主偏角 (C).刃倾角 (D)后角

21.精车时加工余量较小，为提高生产率，应选用较大的（ C ）

(A)进给量 (B)切削深度 (C).切削速度 .(D)进给速度

22.粗加工较长轴类零件时，为了提高工件装夹刚性，其定位基准可采用轴的（ C ）。

(A)外圆表面 (B)两端面 (C).一侧端面和外圆表面 (D)内孔

23.闭环控制系统的位置检测装置安装装在（　C　）。

(Ａ)传动丝杠上　(Ｂ)伺服电机轴端　(Ｃ)机床移动部件上　(Ｄ)数控装置

24.影响已加工表面的表面粗糙度大小的刀具几何角度主要是（ D ）。

(A) 前角 (B)后角 (C).主偏角 (D)副偏角

25.为了保持恒切削速度，在由外向内车削端面时，如进给速度不变，主轴

转速应该（ C ）。

(Ａ)不变 (Ｂ)由快变慢 (Ｃ)由慢变快 (Ｄ)先由慢变快再由快变慢



27.数控机床面板上AUTO是指（ C ）。

(A)快进 (B)点动 (C)自动 (D)暂停

28. 程序的修改步骤，应该是将光标移至要修改处，输入新的内容，然后按（ C ） 键即可。

(A)插入 (B)删除 (C) 替代 (D)复位

29. 在Z轴方向对刀时，一般采用在端面车一刀，然后保持刀具Z轴坐标不动，按（ B ）按钮。即将刀具的位置确认为编程坐标系零点。

(A)回零 (B)置零 (C)空运转 (D)暂停

30.发生电火灾时，应选用（ B ）灭火。

(A)水 (B)砂 (C)普通灭火机 (D)冷却液



5.含碳量在（ A ）钢称为低碳钢。

（A）0.25%~0.6% （B）0.15%~0.6% （C）0.6%~0.8% （D）0.6%~2.11%

6.将淬硬钢再加热到一定温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理过程为（ B ）。

（A）退火 （B）回火 （C）正火 （D）淬火

7.以下材料中，耐热性最好的是（ C ）。

（A）碳素工具钢 （B）合金工具钢 （C）硬质合金 （D）高速钢

8.车削时，走刀次数决定于（ A ）。

（A）切削深度 （B）进给量 （C）进给速度 （D）主轴转速

9.车不锈钢选择切削用量时，应选择（ C ）。

（A）较大的V，f （B）较小的V，f

（C）较大的V，较小的f （D）较小的V，较大的f

10.在特定的条件下抑制切削时的振动可采用较小的（ B ）。

（A）前角 （B）后角 （C）主偏角 （D）刃倾角

11.以下（ D ）情况不属于普通螺旋传动。

（A）螺母不动，丝杠回转并作直线运动（B）丝杠回转，螺母作直线运动

（C）丝杠不动，螺母回转并作直线运动（D）螺母回转，丝杠作直线运动

12.液压泵的最大工作压力应（ C ）其公称压力。

（A） 大于 （B）小于 （C）小于或等于 （D）等于

13.以下不属于数控机床主传动特点是（ C ）。

(A）采用调速电机 （B）变速范围大（C）传动路线长（D）变速迅速　　

14.工件在装夹中，由于设计基准与（ C ）不重合而产生的误差，称为基准不重合误差。

（A）工艺 （B）装配 （C）定位 （D）夹紧

15.轴在长V形铁上定位，限制了（ B ）个自由度。

（A）2 （B） 4 （C）3 （D）6

16.垫圈放在磁力工作台上磨端面，属于（ B ）定位。

（A）完全 （B）部分（C）重复 （D）欠定位

17.设计夹具时，定位元件的公差约等于工件公差的（ C ）。

（A）1/2左右 （B）2倍 （C）1/3左右 （D）3倍

18.加工长轴端孔时，一端用卡盘夹得较长，另一端用中心架装夹时，限制了（ B ）个自由度。

（A）3 （B）4 （C）5 （D）6

19.精车时，为了减少工件表面粗糙度，车刀的刃倾角应取（ A ）值。

（A）正（B）负 （C）零 （D）都可以

20.用一顶一夹装夹工件时，若后顶尖轴线不在车床主轴轴线上，会产生（ B）。

（A）振动 （B）锥度 （C）表面粗糙度不高 （D）同轴度差

21.铰孔是（ C ）加工孔的主要方法之一。

（A）粗 （B）半精 （C）精 （D）精细

22.工件材料相同时，车削温度上升基本相同，其热变形伸长量主要取决于（ A ）。

（A）工件的长度 （B）材料的热膨胀系数（C）刀具磨损 （D）其他

23.用螺纹千分尺可测量外螺纹的（ C ）。

（A）大径 （B）小径 （C）中径 （D）螺距

24 . 铰孔精度一般可达（ C ）。

（A）IT4-IT5 (B)IT5-IT6 (C)IT7-IT9 (D)IT9-IT10

28.若程序中主轴转速为S1000，当主轴转速修调开关打在80时，主轴实际转速为（ A ）。

(A)800 (B)S8000 (C)S80 (D)S1000

29.数控车床X轴对刀时，若工件直径车一刀后，测得直径值为20.030mm，应通过面板输入X值为（ A ）。

(A)X20.030 (B)X-20.030 (C)X10.015 (D)X-10.015

30.机床“快动”方式下，机床移动速度F应由（ C ）确定。

(A)程序指定 ( B)面板上进给速度修调按钮 (C)机床系统内定 ( D)都不是

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数控机床是一种高效的自动化机床，具有高性价比。由于它价格昂贵，结构复杂，所涉及到的知识面很广，一旦出现故障维修困难，常带来较大的经济损失。本文根据生产中经常遇到实际问题介绍几种常用控制故障维修方法及应用实例，希望能对数控机床操作者有所启发。

1.直接法

维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，认真察看系统的各个部分将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。通过目测故障线路板，仔细 检查有无熔断丝熔断、元器件烧坏、开裂现象，从而判定有无过流、过压或短路。用手触摸元器件有无松动，以检查一些虚焊、断裂问题。

应用案例: 配置有发那科系统FANUC 0i Mate C的数控车床加工过程中，突然出现主轴停机。首先检查主电源插座是否断电，如果完好检查保险。打开电器柜检查发现电机主电路保险管烧坏，更换新保险。分析 原因，由于主轴电机功率较小，加工时切削用量较大，电机过载不能正常工作导致。更换新保险故障消除，机床恢复正常。

2.交换法

交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。

应用案例: 一台工业型数控铣床，配置华中世纪星系统H N C-21M系统，故障现象为Y轴在加工过程中突然不动且无报警，此后不论在手动还是自动、MDI方式下Y轴均无动作，但X轴和Z轴正常。先确定机械部分无故障后把故障定位在电气部分。

分析与Y 轴控制有关数控装置、伺服驱动器和伺服电机三者中任何一个出现故障均会出现此故障。由于X轴与Y轴的伺服驱动器一样，因此采用交换法，将Y轴伺服驱动器与 确认无故障的X轴伺服驱动器互换，发现Y轴故障消失，X轴不动。此时可断定原Y轴驱动器损坏。更换新的驱动器故障消除，机床恢复正常。

3.原理分析法

根据CNC组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法。这种方法的运用，要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深入的了解，才可能对故障部位进行定位。

应用案例1：西门子系统SINUMERIK 810D数控装置，在加工螺纹时出现乱牙现象。根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在旋转编码器上，而且很有可能是反馈信号丢失，这样，一旦 数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终不正确，位置误差始终不能消除，导致螺纹插补出现问题，拆下脉冲编码器进行检查，发现编码器里灯丝已 断，导致无反馈输入信号。更换编码器后，故障排除。

应用案例2：配置有华中世纪星系统HNC - 21M的数控铣床一直处于急停状态，不能复位。整个电气回路的接线图如图2所示，从图上可以清晰地看出可能引起急停回路不闭合的原因有：(1)急停回路断路；(2)限位开关损坏；(3)急停按钮损坏。

如果机床一直处于急停状态，首先检查急停回路中KA继电器是否吸合，继电器如果吸合而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是出自电气回路方面。这时可 以从别的原因查找，如果继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断路引起，这时可以利用万用表对整个急停回路逐步进行检查，检查急停按钮的常闭触 点，并确认急停按钮或者行程开关是否损坏。

急停按钮是急停回路中的一部分，急停按钮的损坏，可以造成整个急停回路的断路，检查超程限位开关的常闭触点，若未装手持单元或手持单元上无急停按钮，XS8接口中的4、17脚应短接。逐步测量，最终确认故障在Z轴行程开关不能复位所致。

4.参数检查法

数控系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障，参数通常存放在磁泡存储器或由电池保 持的CMOSRAM中，一旦外界干扰或电池电压不足，会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象，通过核对，修正参数，就能排除故障。

应用案例: 华中世纪星系统HNC-21数控装置，在加工直径时尺寸不对，导致加工失败。查找原因，首先看程序中尺寸是否正确，如果没有错误，检验初始参数设定。修改 参数前，必须理解参数的功能和熟悉原始设定值，不正确的参数设置与修改，可能造成严重的后果。首先按F10切换参数选项，按F3切换到参数索引，再按F3 输入口令。口令正确后便可以按F1选择轴参数，选择轴0确定后，检查外部脉冲当量分子和外部脉冲分母的数值。通过查找机床参数，机床为10000线编码器 的伺服电机，丝杠为6mm，齿轮减速比为2:3，那么电机每转一圈，机床运动6mm。6×2/3=4mm，根据公式外部脉冲当量分子(μm)/外部脉冲当 量分母=电机每转一圈机床移动距离/10000，即4000个内部脉冲当量，4000/10000=2/5，轴0的外部脉冲当量分子该为2，分母该为5。 参数修改后必须重新启动数控装置，新参数才能生效。

5.利用机床参数维修数控机床

无论哪个公司的CNC系统都有大量的参数，这些参数设置正确与否直接影响到数控机床的正常使用和性能的发挥。然而在机床使用一段时间后，有些参数需要适当的调整或重新设置，否则会影响机床的使用性能。

应用案例:一台工业型数控车床，配备了华中世纪星系统H N C－21T数控装置，在加工零件时Z轴方向尺寸不对。在排除了程序错误后，断定此故障是由于机床定位精度有问题，接着检查反向间隙正常后，确定丝杠有螺距 误差。由于螺距误差可用参数补偿，因此采用修改机床参数的方法来修复。修复过程如下：

(1)在测量前开机进入系统，依次按“F3参数”键、再按“F3输入权限”键进入下一子菜单，按F1数控厂家参数，输入数控厂家权限口令，初始口令为 “HIG”，回车再按“F1参数索引”键，再按“F 4轴补偿参数”键如图3所示，移动光标选择“轴2”回车，即进入系统Z轴补偿参数界面，将系统的反向间隙、螺距补偿参数全部设置为零。按“Esc”键，界 面出现对话框“是否保存修改参数？”，按“Y”键后保存修改后的参数。按“F10”键回到主界面，再按“Alt+X”退出系统，再重新进入系统。

(2)已知Z轴的行程为500mm，补偿间隔为50mm，移动轴内部当量为1μm，参考点位置为0，利用步距规及百分表或激光干涉仪测量各补偿点的数据（测量时先回参考点），其中工作台向负向移动时各测量点数据如下：

- 5 0 0 . 1 4 ， - 4 5 0 . 1 1 ， -4 0 0 . 1，- 3 5 0 . 0 8，- 3 0 0 . 0 5，-250.06，-200.04，-150.02，-100.01，-50.005，0

工作台向正向移动时各测量点数据如下：

- 5 0 0 . 2 0 ， - 4 5 0 . 1 8 ， -400.15，-350.12，-300.10，-250.10，-200.07，-150.06，-100.04，-50.05，0.03

(3)根据公式：“螺距误差补偿值＝机床指令位置－机床实际位置”，计算螺距误差补偿值。工作台向负向移动是各测量点（各测量点的位置由负到正排列）的螺距误差补偿值为（单位：μm）：

140，110，100，80，50，60，40，20，10，5，0

工作台向正向移动时各测量点（各测量点的位置由负到正排列）的螺距误差补偿值为（单位：μm）：

200，180，150，120，100，100，70，60，40，50，-30

(4)将补偿参数填入系统。进行双向螺距误差补偿时，反向间隙为0，螺补类型为2，补偿点数为11，参考点偏差为10，补偿间隔为50000，偏差值的填写应先输入正向数据，后输负向数据，偏差值０为200，偏差值１为180，镲偏差值21为0。

(5)退出系统重新进入，试车工件，故障现象消失。
数控维修还有许多检测方法和维修手段，在数控机床中，大部分的故障都有资料可查，但也有一些故障，提供的报警信息较含糊，甚至根本无报警或者无规律，我们 应该根据实际情况现场分析，检查时特别需要机械、电气、液压等方面的综合知识，把问题判断准确，用最有效、最省事的方法把故障排除。

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1、主辅在转动时若有一定的径向圆跳动，则工件加工后会产生结合度的误差。
是 否
2、步进电机在输入一个脉冲时所转过的角度称为步距角。(是)
是 否
3、基准不重合误差由前后设计基准不同而引起。(否)
是 否
4、如果后置设置的参数如上，程序尾中宏指令的编写是$G90 $DCMP_OFF Z200.0
$SPN_OFF@COOL_OFF@$PRO_STOP则产生程序的结尾处应该是(D)。
A. G90 G40 Z200.0 M05；
M30；
B. G90 Z200.0 M09;
M05；
M30；
C. G90 Z200.0 M09*
M30*
D.G90 G40 Z200.0 M05*
M09*
M30*
5、对称度要求较高的台阶面，通常采用换面法加工。
是 否
6、铣削直角沟槽时,若三面刃铣刀轴向摆差较大,铣出的槽宽会小于铣刀宽度。
是 否
7、粗磨的工序余量为( D )mm。
A .2.l B l. l
C. 0.79 D. 0.3
8、分度盘(孔盘)的作用是解决非整转数的分度。(是)
是 否
9、为消除粗加工的内应力，精加工常在( D )进行。
A.回火处理后 B.回火处理前
C.淬火处理后 D.退火处理后
10、机床空气干燥器必须( A )检查。
A.每半年 B.每两年
C.每月 D.每三年
11、在精加工和半精加工时一般要留加工余量，下列半精加工余量中( B )相对更为合理。
A.10mm B.0.5mm
C. 0.01mm D.0 005mm
12、用于主轴旋转速度控制的代码是( C )
A .T B. G C.S
13、切削力可分解为主切削力Fc、切深抗力Fp和进给抗力Ff，其中消耗功率最大的力是
( B )。
A.进给抗力Ff B.主切削力Fc
C.切深抗力Fp D.不确定
14、钢材淬火后获得的组织大部分为( C )。
A.洛氏体 B.奥氏体
C.马氏体 D.索氏体
15、测量孔的深度时，应选用圆规。(否)
是 否
16、在加工中心上加工箱体类零件时，工序安排的原则之一是( A )
A．当既有面又有孔时，应先铣面，再加工孔
B．在孔系加工时应先加工小孔，再加工大孔
C．在孔系加工时，一般应对一孔粗、精加工完成后，再对其它孔按顺序进行
粗、精加工
D．对跨距较小的同轴孔，应尽可能采用调头加工的方法
17、用盘铣刀在轴类工件表面切痕对刀，其切痕是椭圆形的。
是 否
18、（ B ）表示主轴停转的指令。
A .G50 B. M05
C. G66 D. M62
19、顺铣时，作用在工件上的力在进给方向的分力与进给方向相反，因此丝杠轴向间隙对顺
铣无明显影响。
是 否
20、( )表示主轴定向停止的指令。
A. M19 B. M18
C. G19 D. M20
2l、曲面加工常用( D )。
A.键槽刀 B.锥形刀
C.盘形刀 D.球形刀 ，
22、若液压系统压力表出现小于3. 9MPa，则解决的方法是( C )
A.加油 B.调节压力点螺钉
C.调节压力阀 D.清洗
23、由于角度铣刀的刀齿强度较差，容屑槽较小，因此应选择较小的每齿进给量。(是)
是 否
24、在额定转速以上，主轴电动机应工作于( A )。
A.恒功率方式 B.恒转矩方式
C.同步控制方式 D.恒转速控制方式
25、在运算指令中，形式为 # i = # j MOD # k代表的意义是( D )。
A.四次方根 B.微分
C.导数 D.取余
26、主轴正转，刀具以进给速度向下运动钻孔，到达孔底位置后，快速退回，这一钻孔指令
是( A )
A .G8l B .G82
C. G83 D .G84
27、下列对数控机床两轴加工解释正确的是( D )。
A.数控机床坐标系只有两个坐标轴
B.数控机床坐标系有两个可以单独移动的坐标轴
C.数控机床坐标系的两个轴可以联动，而主轴固定
D.数控机床坐标系的任意两个轴都可以实现联动
28、纯钢( )。
A.又称铍青钢 B.还有l0％的锌
C.牌号有T1、T2、T3 D.较硬的基体和耐磨的质点
29、当加工程序需使用几把刀时，因为每把刀长度总会有所不同，因而需用( A )。
A.刀具长度补偿 B.刀具半径补偿
C.刀具左补偿 D.刀其右补偿
30、为改善低碳钢加工性能应采用( C )。
A.淬火或回火 B.退火或调质
C.正火 D.调质或回火
3l、当工件基准面与工作台面平行时，应在( B )铣削平行面。
A.立铣上用周铣法 B.卧铣上用周铣法
C.卧铣上用端铣法
32、下列叙述中，除( D )外，均不适于在数控铣床上进行加工。
A.轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件
B.箱体零件
C.精度要求高的回转体类零件
D.一般螺纹杆类零件；
33、插补运算的任务是确定刀具的( C )。
A.速度 B.加速度
C.运动轨迹 D.运动距离
34、数控机床的加工动作是由( D )规定的
A.输入装置 B.步进电机
C.伺服系统 D.加工程序
35、基准不重合误差由前后( A )不同而引起。
A.工序基准 B.加工误差
C.工艺误差 D.计算误差
36、主轴噪声增加的原因分析主要包括( B )
A.伺服电动机是否有故障
B.庄轴载荷是否过大
C.主轴定向是否准确
D.变压器有无问题
37、在程序中利用变量进行赋值及处理，使程序具有特殊功能，这种程序叫做小程序。(否)
是 否
38、装夹切断加工工件时，应使切断处尽量靠近夹紧点。
是 否
39、标注球面时，应在符号前加J。( 否 )
是 否
40、铸造内应力是灰铸铁在( )摄氏度从塑性向弹性状态转变时，由于壁厚不均、冷却收
缩不匀而造成的。
A. 620-400 B. 700
C. 180-380 D .120-350
41、刀齿齿背是( A )的铣刀称为铲齿铣刀。
A.阿基米德螺旋线 B.直线
C.折线
42、加工内廓凳零件时，( A )j。
A.要留有精加工余量
B.为保证顺铣，刀具要沿内廓表面顺时针运动
C.有用留有精加工余量
D.为保证顺铣，刀具要沿工件表面左右滑动
43、在运算指令中，形式为 #iI = # i AND #k代表的意义是( )。
A.分数 B.小数
C.倒数 D.逻辑数
44、六点定位原理是在夹其中用定位零件将工件的( A )个自由度都限制，则该元件在空间
的位置就完全确定了。
A. 6 B .4
C .12 D. 16
45、工件应在夹紧后定位。(否)
是 否
46、选用可倾虎钳装夹工件，铣削与基准面夹角为a的斜面，当基准面坚固耐用预加工表面
平行时，虎钳转角θ=( )。
A. -90 B. 90-a
C. 180 -а或а
47、可转位铣刀属于( B )铣刀。
A.整体 B.机械夹固式
C.镶齿
48、选择铣削加工的主轴转速的依据( C )
A.一般依赖于机床的特点和用户的经验
B.工件材料与刀具材料
C.机床本身、工件材料、刀具材料、工件的加工精度和表面租糙度
D.由加工时间定额决定
49、成形铣刀为了保证刃磨后齿形不变，一般都采用尖齿结构。
是 否
50、在批量生产中，检验键槽宽度是否合格，通常应选用( )检验。
A.塞规 B.游标卡尺
C.内径千分尺
51、特级质量钢的含磷量等于0. 11％。(否)
是否
52、若工件材料为退火15钢，经铣削加工后要求表面粗糙度达到，若要满足此加工要求，
需要( )。
A. 采用高速铣削
B．采用硬质合金刀具
C．铣削前先热处理，增加材料硬度
D．采用高速钢刀具精加工即可
53、在机床通电后，无须检查各开关按钮和键是否正常。(否)
是 否
54、具有三维/二维零件尺寸关联和约束功能的软件是( C )
A.AUTOCAD B. MASTERCAM
C.CAXA制造工程师XP D. Pro／E
55、增大锯片铣刀与工件的接触角，减小垂直分力，可减少和防止产生打刀现象.
是否
56、数控加工过程中，一旦出现紧急情况应( B )。
A.迅速关机床电器柜开关
B.迅速按下机床操作面板急停按钮
C.迅速拉下机床总电源
D.迅速请工程师前来处理
57、在变量赋值方方法l中，引数(自变量)J对应的变量是( D )
A. #201 B.#31
C. #21 D#5
58、成组夹具是为单位工件生产定制的。(否)
是 否
59、调质处理是( B )。
A.钢件经淬火后再进行退火处理
B.钢件经淬火后再进行高温回火处理
C.钢件经淬火后再进行低温回火处理
D.将铜件加温后保持一定时间，然后置于空气中冷却，
60、减少毛坯误差的办法是增加毛坯的余量。(否)
是 否

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Bewise Inc. www.tool-tool.com

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

28 كوبالت → نيكل ← نحاس - ↑ Ni ↓ Pd الجدول الدوري
صفات عامة
الإسم, الرقم, الرمز	نيكل, Ni, 28
سلاسل كيميائية	فلز انتقاليs
المجموعة, الدورة, المستوى الفرعي	d ، 4 ، 10
المظهر	معدني، ذو بريق
كتلة ذرية	58.6934(2) g/mol
شكل إلكتروني	[Ar] 3d8 4s2
عدد الإلكترونات لكل مستوى	2, 8, 16, 2
خواص فيزيائية
الحالة	صلب
كثافة عندح.غ.	8.908 ج/سم³
كثافة السائل عند m.p.	7.81 ج/سم³
نقطة الإنصهار	1728 ك 1455 م ° 2651 ف °
نقطة الغليان	3186 ك 2913 م ° 5275 ف °
حرارة الإنصهار	kJ/mol 17.48
حرارة التبخر	kJ/mol 377.5
السعة الحرارية	(25 26.07 C (م) ° ( J/(mol·K
ضغط البخار P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T/K 1783 1950 2154 2410 2741 3184
الخواص الذرية
البنية البللورية	وجه مكعّب موسطن
حالة التأكسد	2, 3 (أكسيد خفيف القاعدية)
سالبية كهربية	1.91 (مقياس باولنج)
طاقة التأين (المزيد)	1st: 737.1 kJ/mol
	2nd: 1753.0 kJ/mol
	3rd: 3395 kJ/mol
نصف قطر ذري	135 pm
نصف قطر ذري (حسابيا)	149 pm
نصف القطر التساهمي	121 pm
نصف قطر فان دير فال	163 pm
متفرقة
الترتيب المغناطيسي	حديدي المغنطة
مقاومة كهربية	20 °C 69.3 nΩ·m
توصيل حراري	(300 K ك ) 90.9 (W/(m·K)
تمدد حراري	(25 °C) 13.4 µm/(m·K)
سرعة الصوت (قضيب رفيع)	(ح.غ.) 4900 م/ث
معامل يونج	200 GPa
معامل القص	76 GPa
معاير الحجم	180 GPa
نسبة بواسون	0.31
صلابة موس	4.0
رقم فيكرز للصلادة	638 MPa
رقم برينل للصلادة	700 MPa
رقم التسجيل	7440-02-0
النظائر المهمة
المقالة الرئيسية: نظائر الالنيكل نظ ت.ط. عمر النصف طر.إ. طا.إ. MeV ن.إ. 56Ni syn 6.075 d ε - 56Co γ 0.158, 0.811 - 58Ni 68.077% Ni يكون ثابت وله 30 نيوترون 59Ni syn 76000 y ε - 59Co 60Ni 26.233% Ni يكون ثابت وله 32 نيوترون 61Ni 1.14% Ni يكون ثابت وله 33 نيوترون 62Ni 3.634% Ni يكون ثابت وله 34 نيوترون 63Ni syn 100.1 y β- 0.0669 63Cu 64Ni 0.926% Ni يكون ثابت وله 36 نيوترون
المراجع

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